实现 Matlab 的冒号：C++ 表达式模板类中的运算符

Question

我正在实现一个 C++ 表达式模板库。我已经设置了一个适当的SubMatrixExpr 类来收集矩阵中的元素，从而启用类似

的语法

B = SubMatrix(A,1,3,2,10);

相当于Matlab的

B = A(1:3,2:10);

当然，Matlab 的语法比我的要舒服得多。所以我的问题是

有没有可能在 C++ 中设置 Matlab 的冒号: 运算符？

提前非常感谢您。

Answer 1

简短的回答：不。 冒号不是有效的 C++ 运算符，因此不能重载。如果可以的话，它仍然不可能轻松地实现你所需要的，因为它肯定会优先于逗号运算符，这会使你的表达式在A((1:3),(2:10)) 的行中，并且你只被允许如果操作数之一是用户定义的类型，则重载运算符（此处不是这种情况）。

因此，即使使用任何其他运算符，您也无法执行任何看起来像这样的操作。

您可以做什么：为您的矩阵类重载operator()，以获得合理的参数。如果你定义了operator()(int,int, int, int);，这可以让你写出类似B = A(1,3,2,10);的东西

我的首选解决方案是 operator() 在 C++11 中采用两个 initializer_lists 或两个 std::array<int,2>。前者必须检查列表是否正好包含两个元素，后者需要一个笨拙的双括号进行初始化 - 这可能会在 C++14 或更高版本中消失（N3526，但 afaik 它不在 C++14 的 CD 中）。第三种可能性当然是您可以调用的命名类，并显示一个范围：

class Matrix {
  /* ... */
public:
  Matrix operator()(std::initializer_list<int> range1, std::initializer_list<int> range2);
  //or:
  Matrix operator()(std::array<int,2> range1, std::array<int,2> range2);
  //or:
  Matrix operator()(Range range1, Range range2);

};

int main() {
  Matrix A;
  /* ... */
  Matrix B = A({1,3}, {2,10}); //beware of A({1,3,2,4,5}, {0}) !
  //or:
  Matrix B = A({{1,3}}, {{2,10}}); //uhgs...
  //or:
  Matrix B = A(Range(1,3), Range(2,10)); //more verbose, but also more understandable
}

Answer 2

另一个想法是在构造函数char * 中设置参数的类型，然后在构造函数内部解析出: 中的数字。例如，

A = B("3:4","8:end");

A = B(":","2");

这允许您做更多事情，例如使用 end 关键字。